Наскільки небезпечні сонячні бурі? Вчені вважають, що подія Керрінгтона була однією з найпотужніших, хто коли-небудь потрапляв на Землю. Але нове дослідження говорить про те, що ми можемо очікувати, що більше гроз однаково сильно і частіше.
Подія Керрінгтона - це велике викидання корональної маси (СМЕ), яке вдарило про Землю 1 та 2 вересня 1859 р. СМЕ, які потужно в’їжджають у магнітосферу Землі, викривляючи її та спричиняючи низькі широти Аврори. Сонячна буря 1859 року, як відомо, також призвела до збою телеграфів у всьому світі. Це відома, добре вивчена та добре задокументована подія.
Але більшість того, що ми знаємо про цю бурю, походить із спостережень та повідомлень із Західної півкулі. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Space Weather Weather Американського геофізичного союзу, вчені мали намір зібрати доповіді та спостереження з усього світу, щоб спробувати намалювати більш повну картину бурі.
Головний автор дослідження - Хісасі Хаякава, астрофізик з університету Осака в Осаці, Японія та Лабораторія Резерфорда Епплтона у Великобританії. У прес-релізі Хаякава зазначає: "Подія Керрінгтона вважалася найгіршим сценарієм космічних погодних подій проти сучасної цивілізації ... але якщо вона настане кілька разів на століття, ми повинні переглянути, як підготуватися до цього і пом'якшити це вид небезпеки космічної погоди ».
Під час викиду корональної маси з зовнішньої атмосфери Сонця або корони випромінюється величезна плазма плазми. Їм часто передують сонячні спалахи і асоціюються з групами сонячних плям в активних областях поверхні Сонця. Зазвичай плазма захоплюється магнетизмом Сонця, але коли лінії магнітного поля розірвані, плазма може вийти.
Наш сучасний світ набагато вразливіший за ці бурі, ніж світ 1859 року. Магнітні бурі такої величини завдають шкоди нашим супутникам, електромережам, комунікаціям і будь-яким іншим, що покладається на електромагнітні хвилі. Хаякава та його команда хотіли знати, чи ми дійсно розуміємо, наскільки часті та потужні ці бурі.
Команда вчених організувала міжнародну співпрацю, щоб зібрати більше даних про бурю 1859 року. Вони вважали, що оскільки більшість даних та спостережень походять із Західної півкулі, можливо, у нашому розумінні бурі буде розрив. Вони зібрали історичні спостереження та дані про полярну бурю, спричинену зі Східної півкулі та Піренейського півострова.
Команда також збирала звіти з газет Португалії, Іспанії, Австралії, Нової Зеландії, Мексики та Бразилії. Вони також отримали спостереження над полярними шторами з Російської центральної обсерваторії та з японських щоденників. З заходу вони мали дані з багатьох газет, наукових журналів і навіть журналів кораблів. Потім вони порівняли два звіти.
Неопубліковані малюнки, зроблені європейськими астрономами під час бурі, були ще одним джерелом. Ці малюнки дозволили вченим знайти місце, звідки зародилася буря на поверхні Сонця, і відстежити сонячну пляму під час її зростання та зменшення.
Що вони знайшли?
Їх стаття показує, що подія Керрінгтона не настільки унікальна, як ми думали.
Автори вважають, що сонячні плями, що породили сонячну бурю 1859 року 1 та 2 вересня, спричинили багато інших вибухів. Ці спалахи траплялися з початку серпня до початку жовтня, а сонячна буря сталася наприкінці серпня. За даними дослідників пізній серпневий шторм стався близько 27 серпня 1859 року. Він вислав окремі СМЕ, досить сильні, щоб впливати на магнітне поле Землі. Вони також вважають, що шторм 27 серпня допоміг досягти того, щоб подія Керрінгтона досягла такої інтенсивності.
Реконструюючи всю цю діяльність, автори порівняли подію Керрінгтона з іншими бурями у 1872, 1909, 1921 та 1989 роках. Вони виявили, що два з них - у 1872 та 1921 роках - можна порівняти з цією подією. Але шторм 1989 року спричинив великі відключення електроенергії в Квебеку, Канада. Логічно дослідники зробили висновок, що подія Керрінгтона не була унікальною, потужною бурею, якою ми думаємо, що це було.
За словами Хаякава, наслідки зрозумілі. "Хоча буря 1859 року, безумовно, була однією з найекстремальніших подій, це, здається, у кращому випадку порівняно з штормом 1872 року та бурі 1921 року за своєю інтенсивністю", - сказав він. «Отже, подія Керрінгтона - це вже не щось унікальне. Цей факт може вимагати від нас переглянути частоту зустрічань подібного типу «найгіршого сценарію» космічних погодних подій ».
Ми все більш вразливі до цих викидів корональної маси. Ми знаємо набагато більше про їх джерело та частоту, та їх наслідки, ніж ми це робили в 1859 році. Але чи ми готові?
Наразі більша частина підготовки до сонячних штормів лежить на точному прогнозуванні. Знання, коли хтось прийде, дозволяє всім з космонавтів Міжнародної космічної станції реагувати на утиліти передачі енергії.
Існує безліч способів захисту таких речей, як лінії електропередач, що утворюють інтенсивні сонячні бурі. Банки з конденсаторами, клітки Фарадея та спеціальні демпфуючі пристрої можуть допомогти. Але жоден з них не є ідеальним рішенням, і одне дослідження 2017 року передбачає, що це може коштувати до 30 мільярдів доларів лише для захисту енергомережі в США.
Деякі вчені промайнули ідеєю масивного магнітного щита між Землею та Сонцем. Сидячи в точці 1 Землі-Сонця, щит пропонував би той самий тип захисту, що і магнітне поле Землі, але більше. Але це лише ідея.
У той же час найкраще знати, коли настає шторм, і вимкнути енергосистему, сподіваючись мінімізувати шкоду. У цьому можуть допомогти майбутні місії, такі як місія ESA LaGrange. Що стосується супутників та систем зв'язку, то їх захист - це незавершена робота, і ніхто, здається, ще не має відповіді.
Більше:
- Дослідницький документ: Часові та просторові еволюції великої групи сонячних плям та великі полярні бурі навколо події Керрінгтона 1859 року
- Прес-реліз: Екстремальні сонячні бурі можуть бути частішими, ніж вважалося раніше
- Доповідь: Захист електричної сітки Америки від сонячних геомагнітних порушень
- Космічний журнал: Нове дослідження пропонує гігантський космічний сонячний відблиск для Землі
